SPATA3基因克隆及其在牦牛和犏牛睾丸中的差异表达研究

旨在克隆牦牛精子发生蛋白3（spermatogenesis associated 3,SPATA3）基因,并检测其在牦牛不同组织及在不同发育时期牦牛和犏牛睾丸中的表达水平,探讨SPATA3对睾丸发育和精子成熟的影响,为进一步研究该基因在精子形成过程中的作用机制提供理论依据。本试验以牦牛为研究对象,利用RT-PCR克隆技术获取牦牛SPATA3 cDNA序列,使用生物信息软件分析其结构和功能,并检测其在牦牛心、肝、脾、肺、肾、脑、小肠、卵巢、子宫和睾丸组织中的表达谱。通过实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,RT-qPCR）检测SPATA3基因在牦牛和犏牛睾丸不同发育时期的表达规律;采用免疫组化技术检测SPATA3在牦牛和犏牛睾丸中的细胞定位及表达差异。结果显示,SPATA3基因CDS区为693 bp,编码230个氨基酸,与黄牛、野牦牛和水牛的同源性较高;SPATA3仅在耗牛睾丸组织中特异性表达,其它组织未见其表达。RT-qPCR结果显示,SPATA3基因在牦牛睾丸发育过程中均有表达,其中成年期（4~5岁）睾丸中的表达极显著高于胎牛时期（5~6月,P<0.01）,且其在牦牛不同发育时期睾丸中的表达均极显著高于犏牛（P<0.01）。免疫组化结果发现,SPATA3在圆形精子、长形精子细胞胞浆中均表达,且成年期牦牛睾丸中该基因的表达水平极显著高于犏牛（P<0.01）。综上表明,SPATA3在遗传进化中高度保守,且在牦牛和犏牛睾丸组织中差异表达,该基因低表达可能引起精子形成障碍,从而参与精子成熟进程,但具体功能有待进一步的研究。     

犏牛和牦牛ESCO2基因的序列特征及其在睾丸中的表达对比分析

旨在克隆犏牛和牦牛姐妹染色单体内聚建立蛋白2（establishment of sister chromatid cohesion N-acetyltransferase 2,ESCO2）基因,并分析其在不同发育阶段睾丸中的表达与定位,为进一步解析ESCO2在减数分裂过程中的作用机制提供理论依据。本研究以健康雄性犏牛及牦牛为试验动物,根据年龄分为胎牛组（5~6月龄）、幼年组（1~2岁）和成年组（3~4岁）,每组各3头。通过RT-PCR技术克隆犏牛和牦牛ESCO2基因并进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR （quantitative real-time PCR,qRT-PCR）检测ESCO2基因在犏牛不同组织中的表达谱,比较分析ESCO2在犏牛和牦牛不同时期睾丸中的表达规律,利用免疫组织化学（immunohistochemistry,IHC）技术检测ESCO2蛋白的细胞定位和表达差异。结果显示,犏牛ESCO2基因（GenBank登录号：MW198470） CDS区为1 833 bp,编码610个氨基酸,与牦牛相比,犏牛ESCO2序列第301~319位多19个氨基酸,另有3个氨基酸突变;犏牛ESCO2蛋白序列与黄牛的同源性高于其他哺乳动物;ESCO2可能与SMC3、SMC1A、PDS5A、PDS5B、STAG2等蛋白相互作用,互作蛋白功能与姐妹染色单体凝聚、减数分裂细胞周期、DNA修复、细胞分裂和染色体重构等生物学过程相关。ESCO2在犏牛各组织中均有表达,但在睾丸中的相对表达水平显著高于其它组织（P<0.05）;在犏牛睾丸中的表达随年龄增长呈上升趋势,幼年和成年时期犏牛睾丸中ESCO2的表达显著低于同时期牦牛（P<0.05）;IHC染色结果发现,雄性犏牛减数分裂阻滞于初级精母细胞,ESCO2蛋白在犏牛初级精母细胞中无表达并与牦牛存在差异。本研究结果表明,犏牛与牦牛的ESCO2基因、蛋白序列差异较大,且在睾丸发育过程中的表达模式差异显著,这可能是引起雄性犏牛减数分裂阻滞及不育的原因之一,其具体作用机制有待进一步研究。     

犏牛L-PGDS基因克隆及其在各组织和睾丸不同发育阶段的表达研究

本研究旨在克隆犏牛前列腺素D合成酶（prostagland D synthase,L-PGDS）基因序列,并检测其在不同组织及不同发育时期睾丸中的表达水平,从而为深入研究L-PGDS基因在犏牛睾丸发育过程中的作用机制提供依据。采集成年健康犏牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、大肠、小肠、胃、大脑及不同发育时期犏牛睾丸组织：胎牛期（5~6月）、幼年期（1~2岁）、青春期（2.5~4岁）、老年期（7~9岁）,Trizol法提取各组织总RNA,利用RT-PCR技术扩增、克隆L-PGDS基因序列并利用相关生物学软件进行分析,利用实时荧光定量PCR检测犏牛各组织及4个不同发育阶段睾丸中L-PGDS基因mRNA的表达水平。结果显示,L-PGDS基因序列全长624 bp,包括完整的开放阅读框576 bp,编码191个氨基酸。同源性比对发现,犏牛与黄牛和绵羊的同源性最高,分别为99.28%和94.0%。系统进化树分析结果显示,犏牛与黄牛亲缘关系最近,其次是绵羊、马。L-PGDS蛋白为不稳定疏水蛋白,分子质量为21.229 ku,分子式为C₉₅₃H₁₄₇₁N₂₅₁O₂₈₁S₉,等电点为6.43,不稳定指数为47.25,不含跨膜区及信号肽,蛋白质二级结构预测显示α-螺旋、无规则卷曲、延伸链分别占25.65%、53.40%和20.94%。实时荧光定量PCR检测结果显示,L-PGDS基因在犏牛睾丸组织中特异性高表达,极显著高于其他组织（P<0.01）;随着年龄增长L-PGDS基因mRNA在犏牛睾丸中呈先上升后下降趋势,其中在青春期相对表达量最高,极显著高于其他时期（P<0.01）。本研究结果为深入探究L-PGDS基因在犏牛睾丸发育过程中的作用机制提供了基础资料。     

水貂酪氨酸酶(TYR)基因克隆、SNPs筛查及其皮肤组织mRNA差异表达分析

旨在克隆和分析水貂酪氨酸酶（tyrosinase,TYR）基因编码区,揭示该基因编码区SNPs及其皮肤组织mRNA差异表达规律与水貂毛色表型的关系。本研究采集7月龄雄性金州黑水貂、名威银蓝水貂和红眼白水貂共计301个样本的血液,利用聚合酶链式反应（PCR）方法对水貂TYR基因5个外显子进行分段克隆,并拼接获得其完整编码区序列（coding sequence,CDS）;采用PCR产物直接测序技术筛查3种毛色水貂外显子1、4和5中的SNPs;采集9只7月龄雄性水貂（黑、灰与白色被毛各3只）背中部皮肤组织,通过实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,qRT-PCR）技术检测TYR基因mRNA在3种毛色水貂皮肤组织中的表达水平。结果表明,克隆的水貂TYR基因序列长2 391 bp,由5个外显子组成,编码区长1 596 bp,编码的531个氨基酸中包括信号肽（18个氨基酸）和成熟肽（513个氨基酸）,该序列已上传GenBank（KJ716783）。SNPs筛查发现,3种毛色水貂TYR基因外显子4和5不存在突变位点,外显子1发现2处变异：c.441G>A和c.138T>A,c.441G>A为同义突变且仅存在于金州黑水貂群体。qRT-PCR分析显示,TYR基因mRNA在3种毛色水貂皮肤组织中均表达,且在金州黑水貂中的表达极显著高于银蓝水貂和红眼白水貂（P<0.01）,在银蓝水貂中的表达显著高于红眼白水貂（P<0.05）。研究结果提示,TYR基因c.138T>A位点及其皮肤组织mRNA差异表达水平与水貂毛色显著关联。     

牦牛StAR基因克隆及其生物信息学与组织表达特性的研究

旨在克隆获得牦牛StAR基因编码序列（CDS）并进行生物信息学分析,探究其mRNA组织表达特性。本研究以屠宰场采集的成年母牦牛心、肝、脾、肺、肾、卵巢、输卵管、子宫组织（n=5）,不同年龄（胎牛、1岁、2岁）牦牛的卵巢（n=3）,不同发情周期（卵泡期、黄体期）的牦牛卵巢（n=3）,黄体期黄牛的卵巢（n=3）及实验室冻存的牦牛颗粒细胞为研究材料。以牦牛黄体期卵巢cDNA为模板,用逆转录PCR克隆StAR基因,并使用MEGA7.0和ExPASy-ProtParam等软件分析其生物信息学特性;采用实时荧光定量PCR技术分析牦牛StAR基因组织表达特性。结果发现,StAR基因CDS区长858 bp,编码285个氨基酸,StAR蛋白总体带正电荷,属于碱性亲水稳定蛋白,无跨膜结构及信号肽,主要存在于细胞质和线粒体; StAR基因具有较高的保守性,符合物种进化规律。牦牛StAR基因在卵巢表达水平最高（P<0.01）,且2岁时卵巢表达水平极显著高于胎牛和1岁龄（P<0.01）,黄体期卵巢表达水平极显著高于卵泡期（P<0.01）;黄体期黄牛卵巢中StAR基因的表达量极显著高于牦牛（P<0.01）;在颗粒细胞的体外培养过程中StAR基因表达量逐渐上升,在培养24 h时达到高峰（P<0.01）,随后显著降低。综上所述,StAR基因序列较为保守,在牦牛卵巢组织中表达最高,且表达水平随年龄与卵巢周期而变化,提示StAR基因可能参与牦牛卵巢及黄体功能相关的繁殖调控。     

STAT3基因对广西黄牛肌肉干细胞成肌诱导分化的调控研究

研究旨在检测信号转导与转录激活因子3（STAT3）的表达规律，克隆STAT3基因，构建真核表达载体，并探索STAT3基因对广西黄牛肌肉干细胞（MuSCs）分化的调控作用。采集6、12、18月龄广西黄牛肌肉组织以及生长期（GM）和分化期（DM）肌肉干细胞，分别提取RNA并反转录为cDNA，通过实时荧光定量PCR检测STAT3基因和成肌相关基因的表达规律；克隆黄牛STAT3基因完整编码区序列，构建过表达载体pCD-STAT3并检测其对黄牛肌肉干细胞分化的影响。实时荧光定量PCR结果表明，STAT3基因在6、12、18月龄黄牛肌肉组织中均有表达，且在18月龄中表达量最高，12月龄中表达量最低；STAT3和成肌调节因子6（MYF6）基因在分化期肌肉干细胞中表达量均极显著高于生长期（P<0.01）。广西黄牛STAT3基因编码区全长2 313 bp，与空载体pCDNA3.1相连成功构建过表达载体pCD-STAT3，将pCD-STAT3转入体外培养广西黄牛肌肉干细胞，肌肉干细胞中STAT3基因及成肌决定蛋白（MyoD1）、骨骼肌肌球蛋白重链（MyHC）基因表达量极显著升高（P<0.01），肌细胞生成素（MyoG）基因表达量显著升高（P<0.05），且肌管数量、大小均显著高于pCDNA3.1组（P<0.05）。本研究检测了转录因子STAT3在广西黄牛背最长肌中的表达规律；且过表达STAT3基因显著促进了广西黄牛肌肉干细胞的成肌分化，为深入研究STAT3基因在肌肉生长发育中的作用及其分子调控机制奠定基础。     

牦牛IGFBP4和IGFBP5基因的克隆及其在各组织和不同生长阶段肝中的差异表达分析

旨在克隆牦牛胰岛素样生长因子结合蛋白4和5（insulin-like growth factor binding protein 4 and 5,IGFBP4 and IGFBP5）基因,并检测其在牦牛不同组织及不同生长阶段肝中的表达水平。本研究选取1日龄、15月龄和5岁龄健康雌性麦洼牦牛共9头（每组各3头）,体重分别约为（12.35±1.85）、（98.88±2.50）和（268.55±27.82） kg,采集5岁龄牦牛心、肝、脾、肺、肾、小肠组织及3个不同生长阶段牦牛肝组织。本试验克隆IGFBP4和IGFBP5基因,并对其序列进行生物信息学分析,采用qRT-PCR方法、Western blot技术与免疫组化技术检测其在5岁龄牦牛6种组织及1日龄、15月龄和5岁龄3个不同生长阶段肝中的表达差异。结果表明,获得牦牛IGFBP4和IGFBP5基因的CDS序列分别为777和816 bp,分别编码258和271个氨基酸,GenBank序列号分别为MT012934和MT003005。在同源性比较中,牦牛IGFBP4和IGFBP5序列均与黄牛的同源性最高,分别为99.6%、99.5%。组织表达谱分析显示,IGFBP4和IGFBP5基因均在5岁龄牦牛肝中表达量最高,与肾、心、小肠、脾、肺相比差异极显著（P<0.01）,且6种组织中IGFBP4基因的表达量均极显著高于IGFBP5基因（P<0.01）。不同生长阶段肝中差异表达结果显示,随着年龄的增长,IGFBP4和IGFBP5的mRNA与蛋白水平在牦牛肝脏组织中的表达量均呈现上升趋势,即5岁龄>15月龄>1日龄,在5岁龄时表达量最高,与1日龄和15月龄均存在极显著差异（P<0.01）,且IGFBP4的表达量极显著高于IGFBP5（P<0.01）。结果提示,IGFBP4和IGFBP5可能协同调控牦牛肝的生长发育,这为深入研究IGFBP4和IGFBP5在牦牛肝生长发育过程中的作用以及表达调控提供了一定的基础数据。     

KDM2B基因克隆及其在牦牛组织和卵母细胞减数分裂过程中的表达研究

本研究旨在克隆牦牛组蛋白去甲基化酶2B(Lysine-specific histone demethylase 2B,KDM2B)基因,检测其在牦牛不同组织及其在卵母细胞减数分裂过程中的表达水平,从而为研究KDM2B基因在牦牛减数分裂中的作用机制提供试验依据。牦牛屠宰后,采集心、肝、脾、肺、肾、脑、小肠、胃、肌肉、卵巢、睾丸和子宫组织样品,分别提取各个样本的总RNA。另选择3~5周岁的健康牦牛,采集卵巢后,抽取卵丘-卵母细胞复合体(Cumulus-oocyte complex,COCs),透明质酸酶作用后,获得卵母细胞和颗粒细胞,利用RT-PCR扩增得到KDM2B基因CDS区序列,实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR,qRT-PCR)检测KDM2B基因在不同组织中的表达水平。体外培养获得GV、MI、MII 3个时期COCs,用qRT-PCR法检测KDM2B基因在卵母细胞减数分裂过程中的表达规律。结果表明,KDM2B基因CDS区长为3 930bp,编码1 309个氨基酸,与牦牛已有预测序列相比,属于长型转录本。与牛、绵羊、山羊的同源性较高,与斑马鱼和鸡的同源性较低。KDM2B基因在牦牛的各个组织中均有表达,其中脾、子宫、睾丸和卵巢的表达量较高。在MI期卵母细胞中,KDM2B基因的表达水平显著高于GV期和MII期(P0.01)。在卵丘颗粒细胞中,KDM2B基因的表达水平随减数分裂的进行而显著增加(P0.01)。本研究为进一步研究牦牛卵母细胞减数分裂机制及改善牦牛繁殖效率提供基础资料。     

水牛SIRT6基因克隆及其在组织中的表达分析

本研究旨在克隆水牛SIRT6基因，构建真核表达载体，并对该基因进行生物信息学及组织表达谱分析。以牛SIRT6基因编码区为种子序列（GenBank登录号：NM_001098084.1），应用Oligo 7.0软件设计引物序列，用RT-PCR方法扩增水牛SIRT6基因完整编码区序列，测序鉴定后进行生物信息学分析，构建逆转录病毒载体pMXs-SIRT6-IRES-GFP，并在HEK-293T细胞和水牛胎儿成纤维细胞上进行重组载体表达鉴定；采集水牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、肠、脑、皮肤、生殖嵴分别提取RNA，反转录后以cDNA为模板进行实时荧光定量PCR，检测SIRT6基因在各组织中的表达差异。结果表明，水牛SIRT6基因编码区全长1 080 bp，编码359个氨基酸，其中亮氨酸及脯氨酸含量最高（10.3%），酪氨酸含量最低（1.1%）。水牛SIRT6基因核苷酸序列与牛、人和小鼠的同源性分别为98.4%、86.7%和78.5%，物种间同源性较低。系统进化树结果表明，水牛与牛聚为一支，再与人、小鼠聚为一大支，亲缘关系相对较近，与果蝇亲缘关系较远。SIRT6蛋白理论分子质量为39.47 ku，分子式为C₁₇₃₇H₂₇₈₃N₅₀₉O₅₁₆S₁₃，等电点为8.48，不存在跨膜区，为膜内蛋白；含有Sirtuin家族特有的Sir2去乙酰化酶的催化结构。二级结构预测结果显示，水牛SIRT6蛋白包含13个α-螺旋、27个β-折叠、24个T-转角和20个无规则卷曲。逆转录病毒载体介导的SIRT6基因能在HEK-293T细胞和水牛胎儿成纤维细胞中表达。实时荧光定量PCR结果显示，SIRT6基因在水牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、肠、脑、皮肤、生殖嵴中均有表达，其中在生殖嵴中表达量最高，在皮肤中的表达量次之，而在肝脏中表达量最低。本试验结果将为水牛SIRT6基因的功能研究提供参考。     

牦牛NGF基因克隆及其在生殖器官中的表达定位

旨在探究NGF基因的生物学特性及其在母牦牛生殖器官中的表达特性.本研究收集黄体期母牦牛的心、肝、脾、肺、肾以及胎牛期、卵泡期、黄体期、妊娠期母牦牛的卵巢、子宫和输卵管(n=3),利用RT-PCR克隆牦牛NGF基因,并对其序列进行生物信息学分析,利用RT-qPCR技术分析NGF基因的组织表达特性,利用免疫组化技术(IHC...     

Cloning of L-PGDS Gene and Its Expression Pattern in Different Tissues and Testis at Different Development Stages in Cattle-yak

The purpose of this study was to clone the prostaglandin D synthase (L-PGDS) gene and identify its expression pattern in various tissues and testis at different development stages in cattle-yak,in order to provide experimental basis for studying the mechanism of L-PGDS gene in testis development of cattle-yak.The total RNA of heart,liver,spleen,lung,kidney,large intestine,small intestine,gastric,brain and testis at different development stages (fetal,calve tuberty and old) of healthy cattle-yak were extracted by Trizol method.The L-PGDS gene sequence was amplified and cloned by RT-PCR,and analyzed by related biological software.The expression of L-PGDS gene mRNA in different tissues and testicular tissues at different development period of in cattle-yak were detected by Real-time quantitative PCR.The results showed that the length of L-PGDS gene was 624 bp,including the ORF of 576 bp,which encoded 191 amino acids.Homology alignment results showed that L-PGDS gene in cattle-yak had high homology with Bos taurus and Ovis aries,which were 99.28% and 94.00%,respectively.Phylogenetic tree results showed that the relation between cattle-yak and Bos taurus was the closest,followed by Ovis aries and Equus caballus.The L-PGDS protein was an unstable hydrophobic protein,the molecular weight was 21.229 ku,the molecular formula was C₉₅₃H₁₄₇₁N₂₅₁O₂₈₁S₉,the isoelectric point was 6.43,and the instability index was 47.25.The L-PGDS protein had no transmembrane region and no signal peptide.The secondary structure of L-PGDS protein contained alpha helix,random coil and extended chain,the rats of them were 25.65%,53.40% and 20.94%,respectively.L-PGDS gene was highly expressed in testis of cattle-yak,which was extremely significantly higher than that in other tissues (P<0.01).The expression of L-PGDS gene mRNA in testis of cattle-yak increased firstly and then decreased along with age,and with the highest expression in puberty stage,which was extremely significantly higher than that at other periods (P<0.01).This study provided basic data for further study on the mechanism of L-PGDS gene in the development of testis in cattle-yak.     

犏牛PPP1R11基因的克隆及在睾丸中的表达规律研究

旨在克隆犏牛蛋白磷酸酶1调节亚基11(protein phosphatase 1 regulatory subunit 11,PPP1R11)基因,分析其在不同发育阶段睾丸中的表达与定位,为解析其在雄性生殖中的功能机制提供理论依据.本研究采集成年犏牛睾丸、附睾、心、肝、脾、肺、肾、大肠、小肠、胃、肌肉和脂肪组织(n=3...     

SIRT1对牦牛卵母细胞体外成熟与老化的影响

旨在探索SIRT1在牦牛卵母细胞体外成熟与老化过程中的作用。本研究在体外成熟液中分别添加SIRT1特异性激动剂SRT2104（SRT组）和特异性抑制剂Inauhzin（INZ组），牦牛卵丘卵母细胞复合体（COCs）体外培养24 h后，观察卵丘细胞的扩展和第一极体的排出情况；利用免疫荧光检测体外培养24与36 h后卵母细胞内的ROS水平；采用实时荧光定量PCR法检测体外培养24与36 h后卵母细胞内SIRT1、FOXO3a、SOD2以及Bax的表达水平；体外培养24与36 h后的牦牛卵母细胞进行体外受精，观察并统计其卵裂率与囊胚形成率。结果显示，体外培养24 h，SRT组的卵丘细胞扩展程度显著高于对照组（P<0.05），而INZ组的卵丘细胞扩展程度和第一极体排出率显著低于对照组（P<0.05）。随着体外培养时间的增加，卵母细胞内的ROS水平显著增加（P<0.05）；添加SRT2104能显著抑制卵母细胞中ROS水平的积累（P<0.05），而添加Inauhzin则显著上调卵母细胞内的ROS水平（P<0.05）。体外培养24 h后，SRT组SIRT1、FOXO3a与SOD2的表达水平显著高于对照组（P < 0.05），但Bax的表达水平显著降低（P<0.05）；INZ组的SIRT1、FOXO3a与SOD2表达均显著低于对照组（P<0.05），但Bax的表达水平显著上调（P<0.05）。牦牛卵母细胞体外培养24 h后，SRT组的卵裂率与囊胚形成率显著高于INZ组和对照组（P<0.05）；卵母细胞体外培养36 h后，INZ组的卵裂率和囊胚形成率显著低于其他组（P<0.05）。综上表明，SIRT1参与了牦牛卵母细胞的体外成熟，在体外培养液中适当添加SIRT1激动剂，有利于卵母细胞体外成熟及缓解老化，同时改善早期胚胎的发育能力。     

性成熟前不同日龄伊拉兔睾丸和附睾形态学与组织学特征

【目的】探究不同日龄伊拉兔睾丸和附睾组织在性成熟前的变化规律,为其初情期及性成熟的判定提供组织学依据。【方法】将45只伊拉兔随机分为9组,每组5只,从30日龄开始每隔15日采集1组试验兔的睾丸及其附睾,运用形态学与组织解剖学方法对其生长发育规律进行研究分析。【结果】随着日龄的增加,睾丸指数、睾丸重、睾丸长径、睾丸短径及厚径等指标逐步增加,且150日龄时各指标均显著高于其他组（P＜0.05）;30、45、60日龄睾丸内生精小管排列稀疏,75、90、105日龄时睾丸间质成分逐渐增多,管腔逐步形成,120、135、150日龄时间质细胞进一步增生并成群分布,90日龄起出现圆形和长形未成型精子,120日龄的睾丸生精小管、附睾管腔中出现少量成型精子,150日龄时有大量精子密集分布于睾丸管腔内,且在120、135、150日龄时生精小管面积、上皮细胞厚度、支持细胞数均显著大于其他组（P＜0.05）;30日龄以上各组间质细胞个数在各组间差异不显著（P＞0.05）,但均显著高于30日龄;120、135、150日龄时附睾头、体、尾的直径均极显著高于其他组（P＜0.05）,而附睾头的柱状上皮厚度和纤毛长度则从105日龄起就显著高于30、45、60、75和90日龄组（P＜0.05）。【结论】伊拉兔睾丸和附睾随日龄增加同步发育,在120日龄时达到初情期,在150日龄时睾丸和附睾已发育成熟,基本达到性成熟。